细胞自噬及代谢相关因素在hiv-1 tat激活中的作用机制研究

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1、中文图书分类号：Q7密级：公开UDC：577学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：细胞自噬及代谢相关因素在HIV-1Tat激活中的作用机制研究论文作者：陈薪宇学科：生物学指导教师：张红胜副研究员论文提交日期：2015年6月8日UDC：577学校代码：10005中文图书分类号：Q7学号：S201215012密级：公开北京工业大学理学硕士学位论文题目：细胞自噬及代谢相关因素在HIV-1Tat激活中的作用机制研究英文题目：THERESEARCHONMECHANISMSOFAUTOP

2、HAGYANDMETABOLISM-RELATEDFACTORSINVOLVEDINHIV-1TATTRANSACTIVATION论文作者：陈薪宇学科专业：生物学研究方向：细胞生物学与基因工程申请学位：理学硕士指导教师：张红胜所在单位：生命科学与生物工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的

3、学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：陈薪宇日期：2015年06月08日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：陈薪宇日期：2015年06月08日导师签名：张红胜日期：2015年06月08日摘要摘要人类免疫缺陷病毒（HIV-1）是引起获得性免

4、疫缺陷综合症（AIDS）的逆转录病毒。转录激活因子Tat蛋白由HIV-1tat基因编码，可以反式激活HIV-1的长末端重复序列，在调控HIV-1基因的表达以及生命周期的过程中有重要作用，已经成为抗HIV-1治疗中的一个新的潜在靶点。目前，研究发现自噬及细胞代谢状态在病毒感染过程中有重要作用。本课题主要研究自噬及代谢相关因素在HIV-1Tat反式激活中的作用及分子机制。丹参酮IIA是从传统中药丹参中提炼而来的，它在包括抗肿瘤，抗氧化，抗病毒及抗突变等多种生命活动中发挥重要作用。本课题还探索了传统中药中的有效成分丹参酮II

5、A对代谢的影响，及其对HIV-1Tat反式激活的影响和涉及的信号通路。实验结果表明，HIV-1Tat可以通过提高蛋白激酶B（Akt）及雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的磷酸化水平来激活Akt/mTOR通路，从而抑制自噬相关蛋白ATG7，ATG5及Beclin1的表达，PI3K（磷脂酰肌醇3羟激酶）/Akt/mTOR信号通路抑制剂雷帕霉素（RAPA）和3-甲基腺嘌呤（3-MA）可以逆转此过程。同时，代谢相关因素M2型丙酮酸激酶（PKM2）及单磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）可以通过作用于Akt/mTOR通路改变细胞自噬的程度：

6、PKM2表达的降低以及AMPK激活剂AICAR引起的AMPK的活化可以下调Akt和/或mTOR的磷酸化，抑制Akt/mTOR通路，促进自噬相关蛋白ATG7，ATG5及Beclin1的表达，而AMPK的敲除则在上述过程中发挥相反的作用。雷帕霉素，3-甲基腺嘌呤，PKM2的敲除及AMPK的活化会抑制HIV-1Tat激活；AMPK的敲除会逆转此过程。由此可见，PI3K/Akt/mTOR信号通路，PKM2及AMPK通过对自噬的调控作用于HIV-1Tat的反式激活。丹参酮IIA作为一个典型的抗氧化剂，通过促进促进核因子E2相关因

7、子2（Nrf2）的表达来改变细胞内的氧化还原状态，逆转Tat引起的活性氧（ROS）的产生及谷胱甘肽（GSH）水平的下降。在细胞中，Tat可以抑制沉默信息调节子2类似物1（SIRT1）蛋白的表达及活性，丹参酮IIA的作用可以提高SIRT1蛋白的活性，但此过程并不涉及SIRT1蛋白表达的改变。同时，Tat可以抑制尼克酰胺磷酸核糖转移酶（Nampt）蛋白的表达，并加快烟酰胺腺嘌呤二核苷酸+（NAD）的消耗，丹参酮IIA以剂量依赖的形式逆转此过程；且丹参酮IIA的这一作用是通过提高AMPK的磷酸化水平，激活AMPK信号通路介导

8、的。最终，丹参酮IIA通过氧化还原调控AMPK-Nampt-SIRT1通路抑制了HIV-1Tat的反式激活。I北京工业大学理学硕士学位论文综上所述，自噬参与调控了HIV-1Tat的反式激活，而代谢相关因素可以通过调控自噬及Nampt-SIRT1通路来作用于HIV-1Tat的激活。从自噬以及代谢的角度出发，更加深入地了解宿主细胞-病